洛阳市城市轨道交通 1 号线牡丹广场主变电所BAS系统概述

本工程为洛阳市城市轨道交通 1 号线牡丹广场主变电所外部电源土建工程，为满足轨道交通1 号线建成后营运的用电需求，保证城市轨道交通牡丹广场主变电所供电的高度可靠性和安全性，要求变电所应由两个独立电源供电。

根据《洛阳市轨道交通 1 号线牡丹广场主变电所接入系统方案》，综合考虑洛阳市城市轨道交通 1 号线项目用电规模、负荷性质、周边电网情况及洛阳电网规划，牡丹广场主变电所采用 110 千伏电压等级接入电网。

牡丹广场主变电所通过新建 2 回 110 千伏线路分别接入在建 220 千伏临瀛变和规划 220 千伏衡山变。新建临瀛变至牡丹广场主变电所线路采用电缆 YJLW02+03-630 型。新建衡山变至牡丹广场主变电所线路采用电缆 YJLW02+03-630 型。新建线路路径兼顾周边电网规划。

本项目分为两部分，第一部分由芳华路、周山大道交叉口起，至牡丹广场主变电所；第二部分由天津路、九都西路交叉口起，至牡丹广场主变电所。项目全长 5350.802 米，主要由Ⅲ级钢筋混凝土管顶管和明挖电缆沟组成，其中 DN2000Ⅲ级钢筋混凝土管顶管 3667 米，DN2400Ⅲ级钢筋混凝土管顶管 1396.703 米，明挖 2.4(W)×2.1(H)电缆沟 195 米，明挖 1.7(W)×2.1(H)电缆沟 43.0米，牡丹广场车站内部 49.099 米。

BAS系统采用南京埃尔乔亿自控设备有限公司L.JOY品牌全系列自控产品，基于统一信息管理平台，主要由环境监控主机、BAS、气体检测仪、水位传感器、温湿度检测仪及其他相关设备组成，采用管廊监控通讯系统的千兆光纤网络进行数据传输。环境与设备监控系统接收来自环境监控主机的各项环境监测数据、机电设备运行数据、电力设备状态数据等，通过图形、表格、曲线等方式进行展示，同时实现自动运行控制管理功能。

展示内容包括但不限于以下内容：

(1) 通风设备：通风机、70°电动防火阀、70°防火阀的运行状态及控制信息；

(2) 排水系统：水泵的状态及控制信息，超声波液位计采集的集水坑液位信息，漏水检测开关检测信息等；

(3) 照明系统运行工况；

(4) 氧气/H2S/CH4浓度检测值；

(5) 温湿度检测仪检测的管廊温度和湿度值；

(6) 入廊管线：水管压力变送器、电磁流量计采集的管道压力及流量信息，管道阀门的运行状态及控制信息；

(7) 配电控制柜0.4KV进线运行信息，变电所各高压和低压回路工作状态信息；

(8) 电控井盖状态及控制信息；

(9) 声光报警器控制信息；

(10) UPS电源工作状态信息等。

BAS系统自动运行控制管理功能包括但不限于以下内容：

(1) 当某分区温度或湿度高于设定值时、或氧气浓度低于设定值时(设定值符合现行国家标准GBT 51274-2017 城镇综合管廊监控与报警系统工程技术标准和GBZ/T205 密闭空间作业职业危害防护规范的规定)，启动该分区的通风机进行强制换气，保障综合管廊内设施和工作人员的安全。

(2) 根据系统要求，开启事故后排烟风机，进行事故后排烟。

(3) 当某区域发生入侵报警，自动打开相关区域的照明及相应声光报警器。

(4) 水泵可实现根据所在集水坑超声波液位计的液位信号实现自动控制功能。

(5) 集水坑液位计高位信号、压力变送器低压信号、漏水检测开关高液位信号综合作为爆管报警信号，需要时联动相关管道阀门关闭.

1.1 主要设备技术

1.1.1 监控设备控制柜（BAS柜）

主BAS柜和一类子BAS柜的外形尺寸由供货商定，不大于1800*800*600（H*W*D）。二类子BAS柜，不大于1200*800*400（H*W*D）。

提供容纳和保护所供设备所需的所有机柜、机架和其他机箱（仅指综合监控部分）。设备机柜应经过CE认证，并采用高强度的一体滚压成型的型材框架，自重不超过130kg，保证承重达到800kg以上，省级以上检测机构承重测试检测报告。柜体水平偏差尺寸和垂直偏差尺寸均小于2mm。本系统所有设备机柜、机箱应采用同一厂家的专业机柜。机柜通过ISO9001质量认证和ISO14001环保认证。

前、后门钢板的厚度应≥2.0mm，侧面钢板的厚度也应≥2.0mm，机柜立柱钢板的厚度应≥2.0mm，钢板应采用冷扎钢板。机柜表面平整度在每平方米面积内不超过1mm；机柜表面折角处没有皱纹、毛焊接等痕迹；门与门框的缝隙不超过1.5mm，且四周缝隙均保持一致。门开启灵活，门缝应该均匀且不得大于2.0mm，门的开启角度应不小于110°。设备机柜的金属外露表面有外护层防腐措施，采用静电喷涂方式，设备机柜采用不锈钢紧固件。

所有机柜的生产工艺、外观及内部设计具有前瞻性。考虑到整体效果，机柜应统一材质、外观、尺寸及颜色。涂层工艺：机柜稳定、平整，在多机柜并放时各表面完全平行；为了达到最佳的表面保护效果以及提高防锈能力，且适用于地铁潮湿环境；保证防锈防腐性能大于20年。 要求框架、门、顶盖、侧板、背板均采用冷轧或镀锌钢板加表面电泳或静电喷涂处理。针对油漆起皮、破裂、产生铁锈及出现划痕的机柜，提供电泳检测报告或者静电喷粉附着力报告。

机柜采用PU发泡密封材料，耐180℃高温不硬化，沾漆不老化，防水防尘，对封闭结构的内表面也喷涂或进行防锈处理。

除挂墙式机箱外，所有机柜具有前后门，且为活动设计，具有锁闭和可轻易拆除的能力，侧面板也应可轻易拆除。柜门提供锁匙或扳手等安全措施，所有相近型号的设备机柜有相同的钥匙。

以有利于散热通风的方式设计机柜和机箱，以及布置设备机架。为保证机柜内最佳的水平空气流动，机柜表面通风率应大于65%。钢板门（需要IP等级的机柜）：设备机柜必须是防破坏设计，所有机柜必须是防尘、防水、防潮、阻燃，设计防护等级满足IP55，提供箱柜IP等级的证书,机柜的设计防止空气中灰尘和害虫的侵入。在每一机柜的正面提供描述设备功能的铭牌，具体内容在设计联络时提交买方确认。

在各类机柜的下部要设置接地铜排，并与地网相连。

柜前的标识牌设置在机柜上部或机柜正中，内容包括了机柜名称、机柜编号。同一类设备或并排安装的整排机柜标识牌外形尺寸都保持一致。

各类箱、柜均充分考虑防雷要求，对箱、柜进行短路保护和浪涌保护的设计。

各子系统由UPS配电的各级配电回路如存在短路风险应在配电回路中配置快融保险丝，避免产生越级跳闸。

各类箱、柜均充分考虑接线及理线要求，柜内配置配线架及理线器及跳线、尾纤等辅材，有埃尔乔亿对箱、柜进行柜内布线的深化设计，并具体负责项目配盘。

1.1.2 PLC控制器

本项目采用埃尔乔亿最新一代CE3000系统PLC可编程控制系统，为模块化结构，无风扇设计，所有硬件为标准产品或标准选件。

控制器为带独立CPU的PLC控制器，CPU模块、网络模块、现场总线模块、电源模块均要求采用独立模块，任何一个模块的故障不应影响其他模块的独立工作或连带更换。CPU处理I/O能力及CPU的运算速度供货商根据控制点数及控制模式要求配置。PLC应配置两块独立的以太网模块实现系统向上接中心级环网交换机，向下接RIO交换机。

控制器的所有模块（CPU、I/O、通讯、电源等）应是插接式。至少CPU、I/O、通讯模块可带电插拔，所有模块通过权威机构的安全认证。

控制器CPU处理I/O的最大能力为实际I/O总点数的4倍以上，数字量不少于64K，模拟量不少于4K，保证模拟量和数字量的合理匹配，满足系统的要求。

控制器的CPU为32位处理器，支持实时的多任务操作系统，每毫秒处理指令不少于10K条。

控制系统必须能够提供包括梯形图、功能图块、结构化文本在内的符合IEC1131-3标准的灵活的编程语言支持，数据格式符合IEC1131标准。编程软件支持动态内存管理，支持数据混合运算。

储存器为永久性类型，应提供不小于2M的内存容量（不含扩展内存），另配置不少于64M扩展存储卡，PLC应提供程序后备手段满足断电情况下程序存储要求，存储空间满足全线任意一车站的程序存储。假如选用EPROM/EEPROM类型记忆体。控制器的软件所占有的内存不超过设备配置容量的50%。处理器中的用户内存既可用作程序存储也可用作数据存储。

PLC控制器提供IEEE 802.3标准的100M以太网接口以及国际IEC标准和国家GB标准的各类现场总线的接口，从而满足网络通讯以及控制器与现场设备通信的要求。控制器还应提供与手操编程器或手提计算机通信的接口。

采用工业以太网组网方式，当自愈光纤以太环网的某一节点出现故障时，网络会自动调整报文方向，保证其它节点的正常通讯。远程I/O机架故障或电源丢失不能影响光纤环网的完整性，仍然能够保持冗余功能。

对于控制器间互锁信息的传输，系统一旦启动，数据传输的性能不应随网络距离、节点数量的增删、网络通讯量的变化而变化；允许用户对不同的控制设备如不同I/O站指定不同的刷新速率，满足工艺要求。

I/O扩展方式要求灵活，应能适应多分站、远距离结构。本地、远程、分布式I/O网络应具有灵活的系统结构。为防止线路发生故障，主机架和远程I/O机架应采用环形自愈工业以太网或冗余总线连接。热备CPU的主备控制器都必须同时和环形自愈工业以太网或冗余总线相连。

控制网必须具有是完全开放的，符合国际公认的网络标准IEC61158，具备成熟的第三方连接能力。

为保证系统的协调统一性及备件的可维护性，在系统硬件配置采用埃尔乔亿全系列产品。提供的PLC的软件环境必须具有较高可兼容性及可执行性，同时具有管理及多重程序诊断恢复功能。

系统在CPU或通讯出现故障时，所有输出模块均应可设置为关断、保持、及安全预设定几种状态之一，以确保工艺系统及设备的安全。

当通信网络发生故障，在网络通信恢复时，控制器应能即时自动连接上通信网络，同时程序和内存应具有断电自保持功能。电源范围为170－264VAC，应具有过电流和过电压保护。

系统要求高度的可靠性，是免维护型的系统。CPU、I/O模块、通讯模块、电源等在正常工况下平均无故障时间（MTBF）均不低于10万小时。

1.1.3 远程I/O

远程I/0应采用与均采用埃尔乔亿PLC控制器L.JOY品牌配套产品。

所有开关量远程I/0应有隔离装置。模块上应有LED显示单元，以便现场监视I/O的状态

开关量的输入要求采用电流输入驱动的方式，输入通道要求隔离，输入隔离电压应不小于500V，输入通道具有输入信号内部电阻限流功能。具有抗雷电感应破坏的能力。能承受至少连续1分钟1500V的电压冲击。

继电器触点的容量不低于2A。在故障时候，输出点应断开。

开关量输入模块的回路采用16回路。

开关量输出模块的回路应采用16回路。

模拟量输入和输出模块应提供端子与端子间、端子与总线间的绝缘保护模拟量输入输出模块16回路，分辩率不能低于12bit，支持1~5V、4～20mA、0～10V，－10V～10V等信号输入。输入通道要求隔离，输入隔离电压应不小于AC30V。具有线性化的功能；对于插入式温度仪表的输入，采用RTD模块的连接方式。

导轨式设计，所有的远程I/0必须符合带电热插拔，远程I/0接线端子可插拨，应可带电更换且即插即用，更换时不影响其他模块的正常工作。

控制柜和控制箱的AC 220V 由弱电电源室的集中UPS统一提供，同时在BAS控制柜或BAS控制箱内配置DC24V电源，供I/O使用，容量根据实际配置的I/O和控制设备来决定，但要求有50%的余量

对于环境与设备监控子系统的每块远程I/0在系统配置时，要求有不能低于20%的硬件余量

为保证系统的协调统一性及备件的可维护性，在系统硬件配置中应尽可能减少板块的类型，本地站和远程I/O站的底板应采用相匹配的底板，所有的远程I/O站网络适配器、DI、AI、DO、AO均采用L.JOY品牌高档次系列的工业级模块，与PLC控制器具有同一通讯协议。

放置在室外的R I/O，应能适应室外的环境

1.1.4 硫化氢检测仪

检测方式：固定、在线检测，扩散式测量；

检测原理：电化学式；

全量程范围温度数字自动跟踪补偿，保证测量准确性；

全软件自动校准功能；

安装方式：壁挂式、管道式、流通式、泵吸式可选；

检测范围：0～50ppm；

分辨率：0.01ppm；

精　　度：±3%FS；

响应时间：≤30秒；

恢复时间：≤40秒；

重复性：±1.0%；

线性误差：±1.0%；

相对湿度：10%～95%RH；

输出信号：4-20mA电流信号（二线制或三线制）输出&RS-485数字信号输出；

壳体材料：压铸铝；

防护等级：IP65；

工作电源：24VDC（12-30VDC）；

工作温度：-20～70℃；

工作湿度：≤95%RH，无冷凝；

1.1.5 氧气检测仪

检测气体：氧气；

检测方式：固定、在线检测，扩散式测量；

全量程范围温度数字自动跟踪补偿，保证测量准确性；

全软件自动校准功能；

安装方式：壁挂式、管道式、流通式、泵吸式可选；

检测范围：0～25%VOL（更多量程可定制）；

分辨率：0.01%VOL；

精　　度：±3%FS ；

零点漂移：±1%FS ；

响应时间：≤30秒 ；

恢复时间：≤40秒；

工作温度：-20～70℃；

相对湿度：10%～95%RH；

输出信号：4-20mA电流信号（二线制或三线制）输出&RS-485数字信号输出；

工作电源：24VDC（12-30VDC）；

1.1.6 甲烷检测仪

 检测方式：固定、在线检测，扩散式测量；

检测原理：红外检测；

全量程范围温度数字自动跟踪补偿，保证测量准确性；

全软件自动校准功能；

安装方式：壁挂式、管道式、流通式、泵吸式可选；

检测范围：0～100%LEL（更多量程可定制）；

分辨率：0.1%LEL；

 精　　度：±3%FS；

响应时间：≤30秒；

恢复时间：≤40秒；

重复性：±1.0%；

线性误差：±1.0%；

工作温度：-20～70℃；

相对湿度：10%～95%RH；

输出信号：4-20mA电流信号输出&RS-485数字信号输出；

壳体材料：压铸铝；

防护等级：IP65；

工作电源：24VDC（12-30VDC）；

1.1.7 温湿度检测仪

支持现场零点校准

模块化设计，现场可支持探头直接更换，无需任何设置；

零点跟踪功能、恢复出厂设置功能，实时时钟功能，探头定期校准检测提醒功能；

测量范围：-10℃～+60℃/测量范围：0～100%RH

精度：±0.2℃/±2%RH

输出信号：二线制4-20mA电流信号（二线制或三线制）输出&RS-485数字信号输出；

防护等级：IP65：

供电：24VDC

工作温度：-20～70℃；

工作湿度：≤95%RH，无冷凝；

1.1.8 爆管检测液位开关

供电：24VDC;

接点容量：10（8A）250V-10（4A）380V;

材质：SUS304;

浮球尺寸：Φ75*125;

工作温度：-20～70℃;

开关角度±10℃，线缆长度5米;

防护等级：IP68;

耐压1.6Mpa;

1.1.9 压力变送器

量程：0~2.5MPa；

防护等级：IP65；

输出信号：二线制4-20mA电流信号（二线制或三线制）输出&RS-485数字信号输出；

供电：24VDC；

螺纹接口G1/2；

介质温度：-20～70℃；

1.1.10 超声波液位计

标准型一体式超声波液位计；

测量范围：0～5m；

输出信号：二线制4-20mA电流信号（二线制或三线制）输出&RS-485数字信号输出；

安装方式：2″螺纹；

防护等级：IP67；

1.1.11 智能通讯管理器

无硬盘无风扇设计，稳定性可靠性高，低功耗抗干扰能力强；

具有工业以太网、RS485、RS422、RS232等接口；

具备双端口冗余、双协议冗余、双机冗余、数据同步、远程维护等功能；

支持主流的通讯协议：IEC60870-5-101(主/从)、IEC60870-5-102、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104(主/从)、IEC1107、IEC61850、DLT645、SEL、LMD、MODBUS(主/从)、TCP MODBUS、非标MODBUS、新部颁CDT(主/从)、XT9702、DISA、SC1801、DNP3.0(主/从)、N4F、MB88、ABBR571、PROFIBUS DP/MPI、OPC Server/Client等；

不少于6个RS485/232/422三合一串口且带光电隔离；

2个10/100/1000M自适应网口；

电源：交流100~240V；

工作温度：-20～70℃；

                埃尔乔亿是一家集开发，生产，销售于一体的高新技术企业，公司拥有专业的技术服务及销售团队。整个团队经多年对ACU柜、BAS柜、PLC控制柜、PLC编程、智能机器人的信息化应用的探索研究和项目实施。